作为铁路工程师,下面我们一起探讨一下什么是无缝线路。
在很久以前,我们乘坐火车,总会听到有规律的咔哒咔哒的声音,这是列车车轮撞击钢轨的轨缝接头造成的。在铁路大提速之前的时候,铁路大部分都是有缝线路,存在很多缺点,一是限制了火车的行车速度,二来损伤钢轨接头,三来加大了线路的维修频率,提高了养护维修成本。随着火车的速度不断提高,既有铁路随之改建,有缝线路更换成无缝线路,新建的铁路,全部是一次性建成无缝线路。我们如今再乘坐火车,早已经听不见催眠曲一样的咔哒声了。
【什么是无缝线路】
(轨道侧面结构图)
无缝线路就是将标准长度的钢轨焊接成长达几公里、甚至几十公里的长轨条线路。在普通有缝线路上,每隔一个标准25米长度的钢轨,就会留下接头和缝隙,这是为了满足钢轨热胀冷缩的要求。钢轨随着温度的变化会缩短和伸长,其内部产生的应力会通过钢轨轨缝进行释放。
将标准短钢轨焊接成长达几百米甚至数公里长的钢轨条,一旦遇到热胀冷缩,钢轨内部产生的应力也需要释放,解决不了,就没法铺设无缝线路,因为温度变化产生的应力无处释放,就会造成钢轨因为膨胀互相挤压,因为冷缩互相拉扯,轻则钢轨扭曲,重则钢轨断裂,给列车运行带来安全隐患。
【无缝线路如何解决热胀冷缩问题】
(铺设无缝线路)
轨道专家们通过研究得出了一个结论:钢轨内部所产生的应力,仅与轨道温度和锁定温度之间的差值有关,与钢轨条自身的长度关系不大。根据这个原理,我们就可将钢轨条焊接成任意长度。
因为热胀冷缩,无缝线路会因为温度变化而产生的应力,需要进行释放。采取的办法:一个是应力放散,一个是轨温锁定。无缝线路应力放散就是在合适的轨温范围内使钢轨伸缩,抵消钢轨内部的温度力,然后再重新锁定线路。轨温锁定就是参照铺设地区年最高温度和最低温度数值,将钢轨锁定在一个温度范围之内,这样无缝线路即使热胀冷缩,产生的应力也在允许的范围之内,不会造成胀轨和拉断。
【无缝线路的铺设】
(无缝线路结构图)
无缝线路铺设分为固定区、伸缩区和缓冲区三部分。固定区的线路全部被锁定,伸缩区留有一些轨缝,满足应力释放要求,缓冲区是无缝线路向有缝线路的过渡区段。按照无缝线路铺设长度的不同,可分为普通无缝线路,长度控制在1~2公里;区间无缝线路,在两个车站之间铺设;跨区间无缝线路,铺设长度可以包括一个或者几个车站,长达数十甚至上百公里。
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